近段時間因朋友催促讓試著寫一個監控系統,主要是用來管理孩子使用電腦,協助孩子合理使用電腦。在網上查詢了相關內容發現沒有這方面的資料,所以只有自已來試試,要用到鉤子來對windows應用程式進行監控,也就是只要運行應用程式就自動進行檢查進程,是否符合規定。現將鉤子的一些資料存到此處,方便以後使用!
Windows系統是建立在事件驅動的機制上的,說穿了就是整個系統都是通過訊息的傳遞來實現的。而鉤子是Windows系統中非常重要的系統介面,用它可以截獲並處理送給其他應用程式的訊息,來完成普通應用程式難以實現的功能。鉤子可以監視系統或進程中的各種事件訊息,截獲發往目標視窗的訊息並進行處理。這樣,我們就可以在系統中安裝自訂的鉤子,監視系統中特定事件的發生,完成特定的功能,比如截獲鍵盤、滑鼠的輸入,螢幕取詞,日誌監視等等。可見,利用鉤子可以實現許多特殊而有用的功能。因此,對於進階編程人員來說,掌握鉤子的編程方法是很有必要的。
鉤子的類型
一. 按事件分類,有如下的幾種常用類型
(1) 鍵盤鉤子和低級鍵盤鉤子可以監視各種鍵盤訊息。
(2) 滑鼠鉤子和低級滑鼠鉤子可以監視各種滑鼠訊息。
(3) 外殼鉤子可以監視各種Shell事件訊息。比如啟動和關閉應用程式。
(4) 日誌鉤子可以記錄從系統訊息佇列中取出的各種事件訊息。
(5) 視窗過程鉤子監視所有從系統訊息佇列發往目標視窗的訊息。
此外,還有一些特定事件的鉤子提供給我們使用,不一一列舉。
下面描述常用的Hook類型:
1、WH_CALLWNDPROC和WH_CALLWNDPROCRET Hooks
WH_CALLWNDPROC和WH_CALLWNDPROCRET Hooks使你可以監視發送到視窗過程的訊息。系統在訊息發送到接收視窗過程之前調用WH_CALLWNDPROC Hook子程,並且在視窗過程處理完訊息之後調用WH_CALLWNDPRO
CRET Hook子程。WH_CALLWNDPROCRET Hook傳遞指標到CWPRETSTRUCT結構,再傳遞到Hook子程。CWPRETSTRUCT結構包含了來自處理訊息的視窗過程的傳回值,同樣也包括了與這個訊息關聯的訊息參數。
2、WH_CBT Hook
在以下事件之前,系統都會調用WH_CBT Hook子程,這些事件包括:
1. 啟用,建立,銷毀,最小化,最大化,移動,改變尺寸等視窗事件;
2. 完成系統指令;
3. 來自系統訊息佇列中的移動滑鼠,鍵盤事件;
4. 設定輸入焦時間點事件;
5. 同步系統訊息佇列事件。
Hook子程的傳回值確定系統是否允許或者防止這些操作中的一個。
3、WH_DEBUG Hook
在系統調用系統中與其他Hook關聯的Hook子程之前,系統會調用WH_DEBUG Hook子程。你可以使用這個Hook來決定是否允許系統調用與其他Hook關聯的Hook子程。
4、WH_FOREGROUNDIDLE Hook
當應用程式的前台線程處於空閑狀態時,可以使用WH_FOREGROUNDIDLE Hook執行低優先順序的任務。當應用程式的前台線程大概要變成空閑狀態時,系統就會調用WH_FOREGROUNDIDLE Hook子程。
5、WH_GETMESSAGE Hook
應用程式使用WH_GETMESSAGE Hook來監視從GetMessage or PeekMessage函數返回的訊息。你可以使用WH_GETMESSAGE Hook去監視滑鼠和鍵盤輸入,以及其他發送到訊息佇列中的訊息。
6、WH_JOURNALPLAYBACK Hook
WH_JOURNALPLAYBACK Hook使應用程式可以插入訊息到系統訊息佇列。可以使用這個Hook回放通過使用WH_JOURNALRECORD Hook記錄下來的連續的滑鼠和鍵盤事件。只要WH_JOURNALPLAYBACK Hook已經安裝,正常的滑鼠和鍵盤事件就是無效的。WH_JOURNALPLAYBACK Hook是全域Hook,它不能象線程特定Hook一樣使用。WH_JOURNALPLAYBACK Hook返回逾時值,這個值告訴系統在處理來自回放Hook當前訊息之前需要等待多長時間(毫秒)。這就使Hook可以控制即時事件的回放。WH_JOURNALPLAYBACK是system-wide local hooks,它們不會被注射到任何行程位址空間。(估計按鍵精靈是用這個hook做的)
7、WH_JOURNALRECORD Hook
WH_JOURNALRECORD Hook用來監視和記錄輸入事件。典型的,可以使用這個Hook記錄連續的滑鼠和鍵盤事件,然後通過使用WH_JOURNALPLAYBACK Hook來回放。WH_JOURNALRECORD Hook是全域Hook,它不能象線程特定Hook一樣使用。WH_JOURNALRECORD是system-wide local hooks,它們不會被注射到任何行程位址空間。
8、WH_KEYBOARD Hook
在應用程式中,WH_KEYBOARD Hook用來監視WM_KEYDOWN and WM_KEYUP訊息,這些訊息通過GetMessage or PeekMessage function返回。可以使用這個Hook來監視輸入到訊息佇列中的鍵盤訊息。
9、WH_KEYBOARD_LL Hook
WH_KEYBOARD_LL Hook監視輸入到線程訊息佇列中的鍵盤訊息。
10、WH_MOUSE Hook
WH_MOUSE Hook監視從GetMessage 或者 PeekMessage 函數返回的滑鼠訊息。使用這個Hook監視輸入到訊息佇列中的滑鼠訊息。
11、WH_MOUSE_LL Hook
WH_MOUSE_LL Hook監視輸入到線程訊息佇列中的滑鼠訊息。
12、WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks
WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我們可以監視菜單,捲軸,訊息框,對話方塊訊息並且發現使用者使用ALT+TAB or ALT+ESC 按鍵組合切換視窗。WH_MSGFILTER Hook只能監視傳遞到菜單,捲軸,訊息框的訊息,以及傳遞到通過安裝了Hook子程的應用程式建立的對話方塊的訊息。WH_SYSMSGFILTER Hook監視所有應用程式訊息。WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我們可以在模式迴圈期間過濾訊息,這等價於在主訊息迴圈中過濾訊息。通過調用CallMsgFilter function可以直接的調用WH_MSGFILTER Hook。通過使用這個函數,應用程式能夠在模式迴圈期間使用相同的代碼去過濾訊息,如同在主訊息迴圈裡一樣。
13、WH_SHELL Hook
外殼應用程式可以使用WH_SHELL Hook去接收重要的通知。當外殼應用程式是啟用的並且當頂層視窗建立或者銷毀時,系統調用WH_SHELL Hook子程。
WH_SHELL 共有5鐘情況:
1. 只要有個top-level、unowned 視窗被產生、起作用、或是被摧毀;
2. 當Taskbar需要重畫某個按鈕;
3. 當系統需要顯示關於Taskbar的一個程式的最小化形式;
4. 當目前的鍵盤配置狀態改變;
5. 當使用者按Ctrl+Esc去執行Task Manager(或相同層級的程式)。
按照慣例,外殼應用程式都不接收WH_SHELL訊息。所以,在應用程式能夠接收WH_SHELL訊息之前,應用程式必須調用SystemParametersInfo function註冊它自己。
以上是13種常用的hook類型!
二. 按使用範圍分類,主要有線程鉤子和系統鉤子
(1) 線程鉤子監視指定線程的事件訊息。
(2) 系統鉤子監視系統中的所有線程的事件訊息。因為系統鉤子會影響系統中所有的應用程式,所以鉤子函數必須放在獨立的動態連結程式庫(DLL)
中。這是系統鉤子和線程鉤子很大的不同之處。
幾點需要說明的地方:
(1) 如果對於同一事件(如滑鼠訊息)既安裝了線程鉤子又安裝了系統鉤子,那麼系統會自動先調用線程鉤子,然後調用系統鉤子。
(2) 對同一事件訊息可安裝多個鉤子處理過程,這些鉤子處理過程形成了鉤子鏈。當前鉤子處理結束後應把鉤子資訊傳遞給下一個鉤子函數。而且最近安裝的鉤子放在鏈的開始,而最早安裝的鉤子放在最後,也就是後加入的先獲得控制權。
(3) 鉤子特別是系統鉤子會消耗訊息處理時間,降低系統效能。只有在必要的時候才安裝鉤子,在使用完畢後要及時卸載。
編寫鉤子程式
編寫鉤子程式的步驟分為三步:定義鉤子函數、安裝鉤子和卸載鉤子。
1.定義鉤子函數
鉤子函數是一種特殊的回呼函數。鉤子監視的特定事件發生後,系統會調用鉤子函數進行處理。不同事件的鉤子函數的形式是各不相同的。下面以滑鼠鉤子函數舉例說明鉤子函數的原型:
LRESULT CALLBACK HookProc(int nCode ,WPARAM wParam,LPARAM lParam)
參數wParam和 lParam包含所鉤訊息的資訊,比如滑鼠位置、狀態,鍵盤按鍵等。nCode包含有關訊息本身的資訊,比如是否從訊息佇列中移出。
我們先在鉤子函數中實現自訂的功能,然後調用函數 CallNextHookEx.把鉤子資訊傳遞給鉤子鏈的下一個鉤子函數。CallNextHookEx.的原型如下:
LRESULT CallNextHookEx( HHOOK hhk, int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
參數 hhk是鉤子控制代碼。nCode、wParam和lParam 是鉤子函數。
當然也可以通過直接返回TRUE來丟棄該訊息,就阻止了該訊息的傳遞。
2.安裝鉤子
在程式初始化的時候,調用函數SetWindowsHookEx安裝鉤子。其函數原型為:
HHOOK SetWindowsHookEx( int idHook,HOOKPROC lpfn, INSTANCE hMod,DWORD dwThreadId )
參數idHook表示鉤子類型,它是和鉤子函數類型一一對應的。比如,WH_KEYBOARD表示安裝的是鍵盤鉤子,WH_MOUSE表示是滑鼠鉤子等等。
Lpfn是鉤子函數的地址。
HMod是鉤子函數所在的執行個體的控制代碼。對於線程鉤子,該參數為NULL;對於系統鉤子,該參數為鉤子函數所在的DLL控制代碼。
dwThreadId 指定鉤子所監視的線程的線程號。對於全域鉤子,該參數為NULL。
SetWindowsHookEx返回所安裝的鉤子控制代碼。
3.卸載鉤子
當不再使用鉤子時,必須及時卸載。簡單地調用函數 BOOL UnhookWindowsHookEx( HHOOK hhk)即可。
值得注意的是線程鉤子和系統鉤子的鉤子函數的位置有很大的差別。線程鉤子一般在當前線程或者當前線程派生的線程內,而系統鉤子必須放在獨立的動態連結程式庫中,實現起來要麻煩一些。
線程鉤子的編程執行個體:
按照上面介紹的方法實現一個線程級的滑鼠鉤子。鉤子跟蹤當前視窗滑鼠移動的位置變化資訊。並輸出到視窗。
(1)在VC++6.0中利用MFC
APPWizard(EXE)產生一個不使用文檔/視結構的單文檔應用mousehook。開啟childview.cpp檔案,加入全域變數:
HHOOK hHook;//滑鼠鉤子控制代碼
CPoint point;//滑鼠位置資訊
CChildView *pView;
// 滑鼠鉤子函數用到的輸出視窗指標
在CChildView::OnPaint()添加如下代碼:
CPaintDC dc(this);
char str[256];
sprintf(str,“x=%d,y=%d",point.x,point.y);
//構造字串
dc.TextOut(0,0,str); //顯示字串
(2)childview.cpp檔案中定義全域的滑鼠鉤子函數。
LRESULT CALLBACK MouseProc
(int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{//是滑鼠移動訊息
if(wParam==WM_MOUSEMOVE||wParam
==WM_NCMOUSEMOVE)
{
point=((MOUSEHOOKSTRUCT *)lParam)->pt;
//取滑鼠資訊
pView->Invalidate(); //視窗重畫
}
return CallNextHookEx(hHook,nCode,wParam,lParam);
//傳遞鉤子資訊
}
(3)CChildView類的建構函式中安裝鉤子。
CChildView::CChildView()
{
pView=this;//獲得輸出視窗指標
hHook=SetWindowsHookEx(WH_MOUSE,MouseProc,0,GetCurrentThreadId());
}
(4)CChildView類的解構函式中卸載鉤子。
CChildView::~CChildView()
{
if(hHook)
UnhookWindowsHookEx(hHook);
}
系統鉤子的編程執行個體:
由於系統鉤子要用到dll,所以先介紹下win32 dll的特點:
Win32 DLL與 Win16 DLL有很大的區別,這主要是由作業系統的設計思想決定的。一方面,在Win16 DLL中程式進入點函數和出口點函數(LibMain和WEP)是分別實現的;而在Win32 DLL中卻由同一函數DLLMain來實現。無論何時,當一個進程或線程載入和卸載DLL時,都要調用該函數,它的原型是BOOL WINAPI DllMain
(HINSTANCE hinstDLL,DWORD fdwReason, LPVOID lpvReserved);,其中,第一個參數表示DLL的執行個體控制代碼;第三個參數系統保留;這裡主要介紹一下第二個參數,它有四個可能的值:DLL_PROCESS_ATTACH(進程載入),DLL_THREAD_ATTACH(線程載入),DLL_THREAD_DETACH(線程卸載),DLL_PROCESS_DETACH(進程卸載),在DLLMain函數中可以對傳遞進來的這個參數的值進行判別,並根據不同的參數值對DLL進行必要的初始化或清理工作。舉個例子來說,當有一個進程載入一個DLL時,系統指派給DLL的第二個參數為DLL_PROCESS_ATTACH,這時,你可以根據這個參數初始化特定的資料。另一方面,在Win16環境下,所有應用程式都在同一地址空間;而在Win32環境下,所有應用程式都有自己的私人空間,每個進程的空間都是相互獨立的,這減少了應用程式間的相互影響,但同時也增加了編程的難度。大家知道,在Win16環境中,DLL的全域資料對每個載入它的進程來說都是相同的;而在Win32環境中,情況卻發生了變化,當進程在載入DLL時,系統自動把DLL地址映射到該進程的私人空間,而且也複製該DLL的全域資料的一份拷貝到該進程空間,也就是說每個進程所擁有的相同的DLL的全域資料其值卻並不一定是相同的。因此,在Win32環境下要想在多個進程中共用資料,就必須進行必要的設定。亦即把這些需要共用的資料分離出來,放置在一個獨立的資料區段裡,並把該段的屬性設定為共用。
在VC6中有三種形式的MFC DLL(在該DLL中可以使用和繼承已有的MFC類)可供選擇,即Regular statically linked to MFC DLL(標準靜態連結MFC DLL)和Regular using the shared MFC DLL(標準動態連結MFC DLL)以及Extension MFC DLL(擴充MFC DLL)。第一種DLL的特點是,在編譯時間把使用的MFC代碼加入到DLL中,因此,在使用該程式時不需要其他MFC動態連結類庫的存在,但佔用磁碟空間比較大;第二種DLL的特點是,在運行時,動態連結到MFC類庫,因此減少了空間的佔用,但是在運行時卻依賴於MFC動態連結類庫;這兩種DLL既可以被MFC程式使用也可以被Win32程式使用。第三種DLL的特點類似於第二種,做為MFC類庫的擴充,只能被MFC程式使用。
下面說說在VC6中全域共用資料的實現
在主檔案中,用#pragma data_seg建立一個新的資料區段並定義共用資料,其具體格式為:
#pragma data_seg ("shareddata")
HWND sharedwnd=NULL;//共用資料
#pragma data_seg()
僅定義一個資料區段還不能達到共用資料的目的,還要告訴編譯器該段的屬性,有兩種方法可以實現該目的(其效果是相同的),一種方法是在.DEF檔案中加入如下語句:
SETCTIONS shareddata READ WRITE SHARED
另一種方法是在項目設定連結選項中加入如下語句:
/SECTION:shareddata,rws
好了,準備知識已經學完了,讓我們開始編寫個全域的鉤子程式吧!
由於全域鉤子函數必須包含在動態連結程式庫中,所以本例由兩個程式體來實現。
1.建立鉤子Mousehook.DLL
(1)選擇MFC AppWizard(DLL)建立項目Mousehook;
(2)選擇MFC Extension DLL(共用MFC拷貝)類型;
(3)由於VC5沒有現成的鉤子類,所以要在項目目錄中建立Mousehook.h檔案,在其中建立鉤子類:
class AFX_EXT_CLASS Cmousehook:public CObject
{
public:
Cmousehook();
//鉤子類的建構函式
~Cmousehook();
//鉤子類的解構函式
BOOL starthook(HWND hWnd);
//安裝鉤子函數
BOOL stophook();
卸載鉤子函數
};
(4)在Mousehook.app檔案的頂部加入#include"Mousehook.h"語句;
(5)加入全域共用資料變數:
#pragma data_seg("mydata")
HWND glhPrevTarWnd=NULL;
//上次滑鼠所指的視窗控制代碼
HWND glhDisplayWnd=NULL;
//顯示目標視窗標題編輯框的控制代碼
HHOOK glhHook=NULL;
//安裝的滑鼠鉤子控制代碼
HINSTANCE glhInstance=NULL;
//DLL執行個體控制代碼
#pragma data_seg()
(6)在DEF檔案中定義段屬性:
SECTIONS
mydata READ WRITE SHARED
(7)在主檔案Mousehook.cpp的DllMain函數中加入儲存DLL執行個體控制代碼的語句:
DllMain(HINSTANCE hInstance, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
{
//如果使用lpReserved參數則刪除下面這行
UNREFERENCED_PARAMETER(lpReserved);
if (dwReason == DLL_PROCESS_ATTACH)
{
TRACE0("MOUSEHOOK.DLL Initializing!/n");
//擴充DLL僅初始化一次
if (!AfxInitExtensionModule(MousehookDLL, hInstance))
return 0;
new CDynLinkLibrary(MousehookDLL);
//把DLL加入動態MFC類庫中
glhInstance=hInstance;
//插入儲存DLL執行個體控制代碼
}
else if (dwReason == DLL_PROCESS_DETACH)
{
TRACE0("MOUSEHOOK.DLL Terminating!/n");
//終止這個連結庫前調用它
AfxTermExtensionModule(MousehookDLL);
}
return 1;
}
(8)類Cmousehook的成員函數的具體實現:
Cmousehook::Cmousehook()
//類建構函式
{
}
Cmousehook::~Cmousehook()
//類解構函式
{
stophook();
}
BOOL Cmousehook::starthook(HWND hWnd)
//安裝鉤子並設定接收顯示視窗控制代碼
{
BOOL bResult=FALSE;
glhHook=SetWindowsHookEx(WH_MOUSE,MouseProc,glhInstance,0);
if(glhHook!=NULL)
bResult=TRUE;
glhDisplayWnd=hWnd;
//設定顯示目標視窗標題編輯框的控制代碼
return bResult;
}
BOOL Cmousehook::stophook()
//卸載鉤子
{
BOOL bResult=FALSE;
if(glhHook)
{
bResult= UnhookWindowsHookEx(glhHook);
if(bResult)
{
glhPrevTarWnd=NULL;
glhDisplayWnd=NULL;//清變數
glhHook=NULL;
}
}
return bResult;
}
(9)鉤子函數的實現:
LRESULT WINAPI MouseProc(int nCode,WPARAM wparam,LPARAM lparam)
{
LPMOUSEHOOKSTRUCT pMouseHook=(MOUSEHOOKSTRUCT FAR *) lparam;
if (nCode>=0)
{
HWND glhTargetWnd=pMouseHook->hwnd;
//取目標視窗控制代碼
HWND ParentWnd=glhTargetWnd;
while (ParentWnd !=NULL)
{
glhTargetWnd=ParentWnd;
ParentWnd=GetParent(glhTargetWnd);
//取應用程式主視窗控制代碼
}
if(glhTargetWnd!=glhPrevTarWnd)
{
char szCaption[100];
GetWindowText(glhTargetWnd,szCaption,100);
//取目標視窗標題
if(IsWindow(glhDisplayWnd))
SendMessage(glhDisplayWnd,WM_SETTEXT,0,(LPARAM)(LPCTSTR)szCaption);
glhPrevTarWnd=glhTargetWnd;
//儲存目標視窗
}
}
return CallNextHookEx(glhHook,nCode,wparam,lparam);
//繼續傳遞訊息
}
(10)編譯項目產生mousehook.dll。
2.建立鉤子可執行程式
(1)用MFC的AppWizard(EXE)建立項目Mouse;
(2)選擇“基於對話應用”並按下“完成”鍵;
(3)編輯對話方塊,刪除其中原有的兩個按鈕,加入靜態文字框和編輯框,用滑鼠右鍵點擊靜態文字框,在彈出的菜單中選擇“屬性”,設定其標題為“滑鼠所在的視窗標題”;
(4)在Mouse.h中加入對Mousehook.h的包含語句#Include"../Mousehook/Mousehook.h";
(5)在CMouseDlg.h的CMouseDlg類定義中添加私人資料成員:
CMouseHook m_hook;//加入鉤子類作為資料成員
(6)修改CmouseDlg::OnInitDialog()函數:
BOOL CMouseDlg::OnInitDialog()
{
CDialog::OnInitDialog();
ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);
ASSERT(IDM_ABOUTBOX <0xF000);
CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);
if (pSysMenu != NULL)
{
CString strAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);
if (!strAboutMenu.IsEmpty())
{
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);
pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);
}
}
SetIcon(m_hIcon, TRUE);//Set big icon
SetIcon(m_hIcon, FALSE);//Set small icon
//TODO: Add extra initialization here
CWnd * pwnd=GetDlgItem(IDC_EDIT1);
//取得編輯框的類指標
m_hook.starthook(pwnd->GetSafeHwnd());
//取得編輯框的視窗控制代碼並安裝鉤子
return TRUE;
//return TRUE unless you set the focus to a control
}
(7)連結DLL庫,即把../Mousehook/debug/Mousehook.lib加入到項目設定連結標籤中;
(8)編譯項目產生可執行檔;
(9)把Mousehook.DLL拷貝到../mouse/debug目錄中;
(10)先運行幾個可執行程式,然後運行Mouse.exe程式,把滑鼠在不同視窗中移動,在Mouse.exe程式視窗中的編輯框內將顯示出滑鼠所在的應用程式主視窗的標題。